Az elektrolitok kémiai katalógusa
Az elektrolitok
Elektrolitok. olyan anyagok, amelyekben az ionok érzékelhető koncentrációban vannak jelen, ami a villamos energia átadását okozza. áram (ionos vezetőképesség). Az ELECTROLYTES-eket a második típusú vezetőknek is nevezik. A szó szűk értelemben az ELECTROLYTE-v-va, amelynek molekulái az oldatban elektrolitikus disszociáció eredményeként oldódnak ionokká. Tüntesse fel az elektrolitokat szilárd, az elektrolit oldatok és az ionos olvadékok között. Az elektrolit oldatokat gyakran elektrolitoknak is nevezik, az oldószertől függően a vízelektrolitok és a nemvizes elektrolitok megkülönböztethetők. Egy különleges osztály magas móló. ELECTROLYTES - polielektrolit.
Az elektrolízis során keletkező ionok természetével összhangban. disszociációs vizes oldatok kinyert sót elektrolit (amelyben nem ionok H + és OH -), sav (H + ionok túlsúlyban) és egy bázis (elsősorban -ionok OH -). Ha a molekuláris disszociáció elektrolitok kationok számát, ahány az anionok, például E. úgynevezett szimmetrikus (1,1 vegyértékű például KCI, 2,2-valens, például CaSO4, stb.). Ellenkező esetben elektrolitok úgynevezett aszimmetrikus (1,2-valens E. például H2 SO4. 3,1-értékű, például Al (OH) 3, stb).
Az elektrolit képességével. A disszociáció feltételesen erős és gyenge. Erős ELECTROLYTES szinte teljesen disszociálódik ionokká híg oldatokban. Ezek közé tartozik számos szervetlen sók, bizonyos bázisok és savak vizes oldatok, és az oldószerekben, amelyek nagy disszociáló képesség (például alkoholok, amidok, ketonok). A gyenge ELECTROLYTES molekulák csak részlegesen disszociálódnak ionokká, amelyek dinamikus tartományban vannak. egyensúly nem disszociatív. molekulákat. Gyenge ELECTROLYTES sok szerves sav és bázis a vizes és a nem vizes oldószerekben. A disszociáció mértéke az oldószer jellegétől, az oldat koncentrációjától, a hőmérséklettől és egyéb tényezőktől függ. Ugyanazok az ELECTROLYTEK ugyanabban a koncentrációban, de különböző oldószerekben különbözõ disszociációs fokú megoldásokat képeznek.
Elektrolitos. a disszociáció az oldatban lévő összes részecskeméret növekedéséhez vezet, ami jelentős különbséget okoz a hígítási tulajdonságok között. elektrolit és nem elektrolit oldatok. Ez különösen magyarázza az ozmolalitás növekedését. nyomása az oldat és annak eltérését a van't Hoff (lásd. ozmózis) csökkentő nyomáson az oldószer gőz az oldat felett és annak eltérését a Raoult-törvény, a növekedés a forráspont hőmérséklet-változás, fagyasztás oldat viszonylag tiszta oldószerek és mások.
Az elektrolitok ionjait elválasztják. kinetikai egységeket, és gyakran részt vesznek a kémiai reakciókban és az elektrokémiai folyamatokban, függetlenül a megoldásban jelen lévő egyéb ionok természetétől. Elektromos áramlásnál. az E. által átvezetett elektródákon keresztül az oxidáció történik. amely az E. komponensek részévé váló anyagok szabad formáját eredményezi (lásd Elektrolízis).
Elektrolitok a struktúrájában komplex rendszerek, amelyek az ionok körül oldószer-molekulákat, disszociálatlan oldott molekulák, ionpárok és nagyobb aggregátumok. St. E. szigetek természete határozza meg a ion-ion és ion-molekula kölcsönhatás, és a változás a tulajdonságait és szerkezetét az oldószer hatása alatt oldott részecskék elektrolitok a poláris oldószerekben miatt intenzív közötti kölcsönhatás ionok és az oldószer-molekulák képezik szolvát szerkezetet (lásd. A szolvatáció). A szerepe a szolvatáció növekedésével a vegyértéke az ionok és csökken a krisztallográfiás. a méretek növekednek. Az ionok oldószer molekulákkal való kölcsönhatását a szolvatáció energiája határozza meg.
Az ELECTROLYTES koncentrációjától függően elkülönítik a híg oldatok egy régiót, amely szerkezetében közel áll a tiszta oldószer szerkezetéhez, amely zavart okoz azonban az ionok jelenléte és hatása miatt; átmeneti régió és a koncentrátor terület. megoldásokat. A gyenge ELECTROLYTE nagyon híg megoldásai tulajdonságaikban közel állnak az ideális megoldásokhoz, és klasszikus módszerekkel jól leírják. elektrolit elmélet. disszociáció. Az erős ELECTROLYTÁK hígított oldata észrevehetően eltér az ideális megoldások tulajdonságaitól, ami elektrosztatikus. interjurális interakciójukat, leírásaikat a Debye-Hückel-elmélet keretében végezték el, amely kielégítően magyarázza a termodinamikai tulajdonságok koncentrációfüggését - az ozmotikus ionaktivitás koefficiensét. koefficiens stb., valamint az egyenlőtlen tulajdonságok - elektromos vezetőképesség, diffúzió, viszkozitás (lásd Elektrolitok elektrovezetékessége). Az erős ELECTROLYTE-k oldatainak koncentrációjának növelésével szükségessé válik az ionok méretének, valamint a szolvatációs hatásoknak az interionos kölcsönhatás természetére gyakorolt hatásának figyelembevétele.
Az átmeneti régióban koncentrációja ionok hatása alatt jelentős változás szerkezetét az oldószer. A további növekedés a elektrolit koncentráció, szinte az összes oldószer-molekulák vannak ragasztva az ionokat a szerkezet és a szolvatáció észlelt oldószert deficiencia, tömény oldatok egyre közelít a szerkezet a megfelelő kristály szolvátjai ionos olvadékok vagy oldat szerkezet. Számítógépes modellezés és spektroszkópia adatai. kutatás, különösen az eljárás neutronszórási a izotóp helyettesítése, azt jelzik, jelentős fokú érdekében koncentrált elektrolit oldatok és a kialakulását egy specifikus rendszer minden egyes ionos struktúrák. Például, egy vizes oldat NiCl2 jellemző komplex tartalmazó Ni2 + -ion. 4 vízmolekulával és 2 kl-ionokkal körülvéve. konfiguráció. Ionos komplexeket egymással kapcsolatok útján összekötött halogénatom - hidrogén - oxigén és a bonyolultabb kölcsönhatások, beleértve a vízmolekulák.
Az ionos megolvasztja specificitását rendelési jellemzi strukturális tényezők és leíró ingadozások ionos töltés q sűrűsége és függvényében a hullám k szám, amely pontos, hogy Planck-állandó h egybeesik az impulzus nagysága peredovat olvadékban szórási részecske, például egy neutron. Bináris elektrolit esetén
ahol - részleges szerkezettel kapcsolatos tényezők kölcsönhatása kationok és anionok egymás közötti és az egymással. Az olvadékok NaCl típusú funkció közel nulla, úgy, hogy a elektrolitok lehet tekinteni, mint a keverék két folyadék, amelyek közül az egyik jellemzi elrendelő ion sűrűsége a funkciót, és a második - „felelős” a rendelési funkciót. A függvény a tipikus viselkedést rendszerek „sűrűség” rendelési, ami egy jelentős mértékű zavar a elrendezése a részecskék. Ezzel szemben van egy éles csúcsot tükrözi az erős rendelési töltés eloszlásának és árnyékolás által meghatározott követelményeknek helyi elektroneutralitás. Ez sorrendjét a ionok ahhoz a lehetőséghez vezet, hogy létezik a kollektív gerjesztések az elektrolit, amely megnyilvánulhat formájában Dynamic csúcsok. strukturális leíró tényező a dinamika a töltéssűrűség ingadozások az olvadék (- jelentése társított energiával továbbított olvadék Scattering Particles). Ionos megolvasztja elektrolit kationok, amelyek hajlamosak arra, hogy kovalens kötések kialakítása anionok (például CuCl olvadék), van egy erős összefüggés az anionok és a kölcsönhatás meglehetősen gyenge - a kationok.
Az egyik koncentrációs régióból a másikba való átmenet zökkenőmentesen zajlik, ennek eredményeként a fenti megosztás feltételes. Mindazonáltal a köztes régiókban az ELECTROLYTE termodinamikai tulajdonságai közül néhány, például az oldhatósági együttható jelentős változásokon megy keresztül. A közbenső és koncentrációs területek leírása mind az ionok, mind az oldószer molekulák explicit megfontolását igényli, és figyelembe véve az oldatban lévő összes részecskék közötti kölcsönhatást.
A hőmérséklet és a nyomás függvényében különböznek az ELECTROLYTE alacsony hőmérsékletű és magas hőmérsékletű tulajdonságai, valamint a normál és nagy nyomású területek. A hőmérséklet vagy nyomás növekedése általában csökkenti a molat. az oldószer elrendezése, és gyengíti az asszociatív és szolvatációs hatások hatását az oldat tulajdonságaira ELECTROLYTEES Amikor a hőmérséklet leereszkedik, még az olvadáspont is van, néhány koncentrátum. Az ELECTROLYTÁK üveges állapotban lehetnek, például a LiCl vizes oldatai.
Az ELECTROLYTES-kel együtt a második fajta vezetőként vannak olyan anyagok, amelyek egyidejűleg rendelkeznek elektronikus és ionos vezetőképességgel. Ezek közé tartoznak a lúgos és kémlelő oldatok. fémek poláris oldószerekben (ammónia, aminok, éterek), valamint só olvad. Ezekben a rendszerekben, amikor a fém koncentrációja megváltozik, a fémes fázisátalakulás történik. egy jelentős (több nagyságrenddel) változó az elektromos vezetőképességben. Így elektrolitikus. régió, a legvilágosabb anionszolvált elektron képződik, ami az oldat jellegzetes kék színt ad.
Az ELECTROLYTES fontos szerepet játszik a tudomány és a technológia területén. Ezek elektrokémiai és sok biológiai folyamatban vesznek részt, szerves és szervetlen szintézis és elektrokémiai termelés közegek. Az ELECTROLYTE tulajdonságainak vizsgálata fontos az elektrolízis, az elektrokatalízis, az elektrokristályosodás, a fémek korróziója stb. Mechanizmusainak tisztázása érdekében, hogy javuljon az anyagok elválasztásának mechanizmusai - extrakció és ioncsere. Az elektrolit tulajdonságainak vizsgálatát az energetika ösztönzi. (új üzemanyagcellák, napelemek, elektrokémiai információ átalakítók), valamint a környezetvédelem problémái.
Kémiai enciklopédia. 5. kötet >> A cikkek listája